Мосты (коммутаторы)

Мосты работают на уровне канальном эталонной модели OSI. Назначение мостов состоит в том, чтобы устранить ненужный трафик и уменьшить вероятность возникновения конфликтов. Это достигается путем разделения сети на сегменты и за счет фильтрации трафика по пункту назначения или МАС-адресу.

Коммутатор – это фактически многопортовый мост, который обрабатывает кадры в параллельном режиме.

Мосты фильтруют трафик только по МАС-адресу. Как следствие, мосты отвечают только за то, чтобы пропускать, или не пропускать пакеты дальше, основываясь при этом на содержащихся в них МАС-адресах.

Можно выделить следующие наиболее важные особенности мостов:

• Они более интеллектуальны, чем концентраторы, т.е. могут анализировать приходящие пакеты и пропускать (или не пропускать) их дальше на основании адресной информации.

• Принимают и пропускают пакеты данных между двумя сетевыми сегментами.

• Управляют широковещательными пакетами в сети.

• Имеют и ведут внутренние таблицы адресов.

Пример использования моста показан на рисунках 2 и 3.

Рис.2. Мост может использоваться для соединения сегментов сети

При поступлении данных на вход моста он сравнивает адрес получателя, содержащийся в пакете данных, с МАС-адресами в своей таблице. Если мост обнаружит, что МАС-адрес пункта назначения данных расположен в том же сегменте сети, что и отправитель, то он не пропустит данные в другой сегмент. Если же мост обнаружит, что МАС-адрес получателя данных не относится к тому же сегменту сети, что и адрес отправителя, то мост пропустит данные во все остальные сегменты сети. Поэтому мосты могут существенно уменьшать трафик между сетевыми сегментами, устранив ненужный трафик.

Рис. 3. Мосты не пропускают данные в другие сегменты сети, если МАС-адреса отправителя и получателя относятся к одному сегменту. В этом примере пакет данных порождается компьютером V и имеет пунктом назначения компьютер Хс

Рис. 4. Мосты пропускают данные в другие сегменты сети, если МАС-адреса отправителя и получателя относятся к различным сегментам сети. В этом примере пакет данных передается компьютером V и имеет пунктом назначения компьютер О

Маршрутизаторы

Другим типом устройств межсетевого взаимодействия являются маршрутизаторы.

Они обеспечивают сквозную маршрутизацию при прохождении пакетов данных и маршрутизацию трафика между различными сетями на основании информации сетевого протокола или уровня 3 и способны принимать решение о выборе оптимального маршрута движения данных в сети (рисунок 3). С помощью маршрутизаторов также может быть решена проблема чрезмерного широковещательного трафика, так как они не переадресовывают дальше широковещательные кадры, если им это не предписано.

Маршрутизаторы и мосты отличаются друг от друга в нескольких аспектах. Во-первых, мостовые соединения осуществляются на канальном уровне, в то время как маршрутизация выполняется на сетевом уровне эталонной модели OSI. Во-вторых, мосты используют физические или МАС-адреса для принятия решения о передаче данных. Маршрутизаторы для принятия решения используют IР-адреса (Internet Protocol).

Чтобы маршрутизация была успешной, необходимо, чтобы каждая сеть имела уникальный номер. Этот уникальный номер сети включен в IP-адрес каждого устройства, подключенного к сети.

Рис. 5. Маршрутизатор принимает решение о перенаправлении данных

Предположим, что есть две сети А и В, содержащие по четыре устройства, подключенные к интерфейсам одного маршрутизатора (рисунок 19). IP-адреса устройств в этих сетях будут А1, А2, А3, А4 , а первый интерфейс – А5. Тогда, В1, В2, ВЗ и В4 – IP-адреса устройств сети В, а IP-адрес второго интерфейса маршрутизатора — В5. Предположим далее, что данные были посланы из одной сети в другую. Отправитель находится в сети А, получатель — в сети В. Когда логически сгруппированный модуль информации, называемый кадром, достигает маршрутизатора, последний выполняет следующие функции:

1. Определяет и отбрасывает канальный заголовок, который содержится в кадре. Канальным заголовком называется информация, которая прикрепляется к данным в ходе инкапсуляции и содержит МАС-адреса отправителя и получателя. Это позволяет маршрутизатору исследовать сетевой уровень, чтобы определить сеть адресата.

2. Сверяется со своей таблицей маршрутизации, которая содержит маршруты к конкретным сетям, и определяет порт, через который ему необходимо отправить данные, чтобы те добрались до сети пункта назначения.

Т аким образом, в примере, показанном на рисунке, маршрутизатор пошлет данные из сети А в сеть В через порт с IP-адресом В5. Однако перед фактической отправкой данных из порта В5 маршрутизатор инкапсулирует данные в соответствующий канальный кадр.